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REPÚBLICA DE HONDURAS

SERVICIO AUTÓNOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS

SANAA

NORMAS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOSRURALES

V. 1.0

Tegucigalpa, MDC

Octubre, 2003

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Normas de Diseño para Acueductos Rurales

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AUTORES

Elaborado por:

Comisión de aspectos técnicos Ing. Francisco R. Larios Z. ................................... PSS II SANAA-AID

Ing. Luis Eveline .................................................... OMUR Ing. Hernán Pinel .................................................. Depto. Ingeniería Ing. Víctor Núñez ................................................... SANAA-BID Ing. Rigoberto Escalón .......................................... Proyecto Concepción

Procesado por:

TCC Olga Serrano P. .............................................................................. Centro de Cómputo

Unidad de Dibujo .................................................. PSS II SANAA-AID

Editado por:

Centro de Cómputo

PSS II SANAA-AID

Coordinación Ing. César Martínez ............................................... PSS II SANAA-AID

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CONTENIDO

Autores .................................................................................................................................. 2

Contenido .............................................................................................................................. 3

I ntroducción .......................................................................................................................... 6

Criterios para Determinar la Factibi l idad de un Pr oyecto ................................................. 7 Normas de Topografía .......................................................................................................... 9

1. Reconocimiento antes de proceder al levantamiento ............................................. 92. Levantamiento de las distintas etapas del proyecto ................................................ 9

En el sitio de toma ...................................................................................................... 9En la línea de conducción ........................................................................................... 9Levantamiento sitio de tanque .................................................................................. 10Levantamiento de la línea y red de distribución ....................................................... 10

3. Normas específicas ............................................................................................... 114. Cálculos topográficos ........................................................................................... 12

Normas de Dibujo ............................................................................................................... 14 Contenido de los Planos ................................................................................................. 14

1) Generalidades ....................................................................................................... 142) Contenido de Planos Topográficos ....................................................................... 143) Contenido de Planos Hidráulicos ......................................................................... 144) Contenido de Planos Estructurales ....................................................................... 15

Presa ......................................................................................................................... 15 Planta.................................................................................................................... 15 Corte Longitudinal ............................................................................................... 15 Corte Transversal ................................................................................................. 15

Caja de Captación ..................................................................................................... 16

Planta.................................................................................................................... 16 Corte Longitudinal ............................................................................................... 16 Corte Transversal ................................................................................................. 16

Fuentes Subterráneas ................................................................................................ 16 Planta.................................................................................................................... 17 Perfil ..................................................................................................................... 17

Línea de Conducción ................................................................................................ 17 Perfil ..................................................................................................................... 18 Planta.................................................................................................................... 18

Tanque de Almacenamiento ..................................................................................... 19 Planta.................................................................................................................... 19

Corte Longitudinal ............................................................................................... 20 Corte Transversal ................................................................................................. 20 Otros Datos........................................................................................................... 20

Plano de Red de Distribución y Línea de Distribución ............................................ 20 Planta.................................................................................................................... 21

Estaciones de Bombeo .............................................................................................. 21Estaciones de Bombeo para Aguas Superficiales ..................................................... 21

Planta.................................................................................................................... 21

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Corte Longitudinal ............................................................................................... 21 Corte Transversal ................................................................................................. 22

Estaciones de Bombeo de Pozos Profundos ............................................................. 22 Planta.................................................................................................................... 22 Corte transversal .................................................................................................. 22

Rotulación ................................................................................................................. 23Normas de Diseño ............................................................................................................... 24

Parámetros de Diseño ..................................................................................................... 24

Período de Diseño ......................................................................................................... 24Índice de Crecimiento ................................................................................................... 24Cálculo de la Población ................................................................................................ 24

Método Aritmético ................................................................................................... 25Método Geométrico .................................................................................................. 25

Dotaciones .................................................................................................................... 26Coeficiente y variación de consumo ............................................................................. 26Coeficiente de Rugosidad ............................................................................................. 26Fuentes de Abastecimiento ........................................................................................... 26

Obras de Captación ........................................................................................................ 27

Características del Lugar .............................................................................................. 27Tipo de Obra ................................................................................................................. 27

Cajas Colectoras ....................................................................................................... 28Presa ......................................................................................................................... 28

Dimensionamiento de Vertederos ......................................................................... 28 Dimensionamiento de la Altura de Presa (h) y Base (B) ..................................... 29 Dimensiones de la Cresta ..................................................................................... 29 Tuberías y Accesorios ........................................................................................... 30

Caja Toma ................................................................................................................ 30Desarenador .............................................................................................................. 30Línea de Conducción ...................................................................................................... 31

Tipo de Tubería ............................................................................................................ 31Consideraciones Hidráulicas ........................................................................................ 31Accesorios .................................................................................................................... 32

Tanque de Alamacenamiento ........................................................................................ 33

Ubicación ...................................................................................................................... 33Tipos de Tanques .......................................................................................................... 33Volumen de Almacenamiento ...................................................................................... 34Accesorios .................................................................................................................... 34Fontanería y Detalles del Tanque ................................................................................. 34

Desinfección ..................................................................................................................... 35

Período de Contacto ..................................................................................................... 35Cantidad de Solución .................................................................................................... 35Dimensionamiento del Hipoclorador ........................................................................... 36

Línea de Distribución ..................................................................................................... 36

Red de Distribución ........................................................................................................ 36

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Diseño Hidráulico ......................................................................................................... 36Presiones ....................................................................................................................... 36Caudales ....................................................................................................................... 37Tipos de Redes ............................................................................................................. 37Diámetro ....................................................................................................................... 37

Análisis de Red ............................................................................................................. 37Tubería y Accesorios .................................................................................................... 37Ubicación de Válvulas .................................................................................................. 38Zanjos ........................................................................................................................... 38

Conexiones Domiciliarias ............................................................................................... 38

Llaves Públicas ............................................................................................................. 38Detalle de Tubería y Accesorios .................................................................................... 38

Lista de Materiales, Resumen General ......................................................................... 38Lista de Materiales por parte del Proyecto ................................................................... 38

Presupuesto ......................................................................................................................... 39

Memoria Descriptiva .......................................................................................................... 40 Normas de Construcción de Acueductos del M ini sterio de Salud .................................... 43

Términos de Referencia para la Ejecución de Estudios y Diseños de AcueductosRurales mediante Contrato ................................................................................................ 45

Alcance de los Trabajos a Ejecutarse ........................................................................... 45

Anexos ................................................................................................................................. 48

Planos Tipos ............................................................................. Error! Bookmark not defined.

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INTRODUCCIÓN

El presente instructivo se ha elaborado con el propósito de estandarizar y agilizar losestudios y diseños de acueductos rurales elaborados en el SANAA.

Esta dirigido tanto a los consultores y como al personal de diseño, presentando las normas y

criterios establecidos para efectuar los diseños de forma más técnica y económicamente posible.

Este documento no es una obra definitiva y se encuentra sujeto a los cambios y mejora quese consideren oportunos; así mismo, el documento si se considerará como una guía para losingenieros del SANAA que se desempeñan en unidades en el ámbito rural.

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CRITERIOS PARA DETERMINAR LA

FACTIBILIDAD DE UN PROYECTO

Se consideran como factibles aquellas comunidades que:

1. La distancia de la fuente escogida estará determinada por un estudio económico que

incluya una adecuada relación beneficio-costo y que asegure la funcionabilidad del proyecto.

2. Calidad del agua:

2.1. Que su apariencia no sea turbia, que carezca de mal olor, no arrastre muchosedimentos y que no esté contaminada.

2.2. Que el dueño del terreno escogido para hacer la obra de toma dé su aprobación.

2.3. No deberán haber viviendas aguas arriba, ni actividades agrícolas mayores en elsitio de obra de toma escogida.

2.4. El caudal mínimo aforado debe de cubrir las necesidades mínimas de consumo de

la comunidad y el mismo no deberá ser menor que la siguiente ecuación:Ecuación 1: Caudal mínimo de aforo

a P Q 025.0min

Donde: Qmin: Caudal mínimo de aforo.

P a: Población actual.

2.5.

El valor obtenido en los análisis del agua, debe de estar dentro del rango aceptado por las normas de la OMS. (Ver estándares para agua potable).

3. El sistema preferiblemente será por gravedad; o sea, el sitio de la obra de toma debe

quedar mas alto que la comunidad a una altura moderada, para evitar presiones altascon las cuales podrían tener problemas con la resistencia de la tubería PVC RD-26, HGSCH-40, obligando a usar tanques rompecargas o tuberías extrafuertes, lo cualencarecer. Si el sistema fuera por bombeo, la comunidad debe contar preferiblementecon energía eléctrica y de no ser así, el sitio donde adquieran el combustible debe estarcercano. La línea de bombeo será analizada tomando en cuanta los aspectos técnicos-económicos del proyecto.

4. El sitio escogido para el tanque deberá quedar en un punto alto de la comunidad para poder distribuir el agua por gravedad, cubriendo por lo menos el 90% del total de lasviviendas.

5.

Que los habitantes de la comunidad deseen y muestren interés para trabajar en laconstrucción de dicho acuerdo y a la vez que tengan capacidad económica.

6. Sean accesibles en época de verano.

7. Población: se servirán comunidades rurales con una población mínima de 200habitantes y máxima de 2,000 habitantes.

8. La comunidad deberá estar motivada y debidamente informada de su participación en laconstrucción, operación y mantenimiento del acueducto.

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9. El diámetro de la tubería no deberá ser mayor de 4”, pero aquellos proyectos queresulten por bombeo se requerirá la tubería hasta 6” de diámetro (tanto de PVC como deHG)

Tabla 1: Estándares para agua potable

Unidades Límiterecomendado

Límiteaceptable

Límitetolerable

Color unidades 5.00 50.00

Turbiedad unidades 5.00 25.00

Olor número límite ninguno ninguno

Residuo total mg/lt 500.00 1,500.00

Sabor no objetable

Alcalinidad mg/lt 400.00 1,000.00

Acidez CO2 mg/lt ninguno ninguno

Dureza CaCO3 mg/lt 200.00 500.00

Calcio mg/lt 75.00 200.00

Magnesio mg/lt 30.00 150.00Manganeso mg/lt 0.05 0.50

Hierro total mg/lt 0.10 1.00

Cloruros Cl mg/lt 200.00 600.00

Sulfatos SO4 mg/lt 200.00 400.00

Nitrógeno Amoniacal mg/lt

Nitritos NO2 mg/lt 0.50

Nitritos NO3 mg/lt 0.10

Fosfato PO4 mg/lt 45.00

Fluor 2.00

Hidrógeno ulfurado H2S mg/lt 1.70

Oxigeno disuelto mg/lt 5.00

Cloro residual mg/lt 0.3 ~ 0.5 8.00

ParámetrosFísico-Químico

Estándares Internacionales de la OMS

Tabla 2: Normas bacteriológicas

NMP/100 ml de bacteriascoliformes

I. Calidad bacteriológica que no exige mas que un tratamiento

desinfectante.0 ~ 50

II. Calidad bacteriológica que no exige o precisa de la

aplicación de los métodos habituales de tratamiento

(coagulación, f iltración, desinfección).

50 ~ 5,000

III. Contaminación intensa que obliga a tratamiento más activos. 5000 ~ 50,000

IV. Contaminación muy intensa que hace inaceptable el agua a

menos que se recurra a tratamientos especiales, estas

fuentes solo se utilizarán en último extremo.

>50,000

CLASIFICACIÓN

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NORMAS DE TOPOGRAFÍA

El levantamiento topográfico lleva como finalidad recabar toda la información de camponecesaria para elaborar un diseño, que permita la construcción de una obra lo más eficiente posible.

Igualmente se tratará de recabar información de instalaciones existentes según el caso loamerite.

1. Reconocimiento antes de proceder al levantamiento

Antes de proceder a los levantamientos topográficos, deberá hacerse unreconocimiento de las diferentes partes que habrá de estudiar para la preparación del proyecto.

Este reconocimiento deberá ser hecho por el Ingeniero de Campo, abarcando losdiferentes sitios para ubicación de obras de toma, línea de conducción, lugares paratanque de distribución, planta de tratamiento y línea de distribución. Se dejaráreferencias en los lugares y rutas reconocidas para ayuda durante la etapa de

construcción del acueducto. Llevará un- registro minucioso en una 1ibreta, la cuál serácomplementado con esquemas, mostrando las características de los lugaresreconocidos. En caso de disponer de levantamientos aerofotográficos de 1a región seacompañarán a la información obtenida en el reconocimiento, en donde se podránubicar las respectivas rutas y que definitivamente será una buena ayuda para eltopógrafo.

2. Levantamiento de las distintas etapas del proyecto

En el sitio de toma

Se hará un levantamiento topográfico que recabe en la forma más amplia y detallada posible todas las características del relieve del área de cuenca inmediata al (los) sitio(s)

para la(s) obra(s) de toma. En cursos de quebradas o ríos se levantarán seccionestransversales de la cortina a cada 5 m y hasta una distancia de 5 a 15 m. En el sentidolongitudinal del curso, a cada 5 m y hasta una distancia mínima de 30 m aguas arriba yaguas abajo si el sitio lo permite.

Cuando las fuentes sean nacimientos se incluirán detalles de las zonas adyacentes enun perímetro de hasta 15 m estableciendo un buen sistema de referencia. Los detallesincluirán puntos para la determinación de los niveles mínimo y máximo de crecida delas aguas, así como la profundidad actual de las mismas. Centrando en la Estación “0”y tomando vista a la Estación “1”, se tomarán al menos detalles a 5 y 10 m y viceversa.En el sitio de captación colocar un mingo de concreto, o alguna señal similar con susrespectivos puntos de amarre a cualquier elemento permanente del terreno en lascercanías de la zona (un árbol, una roca, etc.)

En la línea de conducción

Se deberá definir claramente el ancho del río. Se efectuarán levantamientostaquimétricos y donde fuere necesario con cinta y nivel de precisión.

El levantamiento de la línea de conducción se realizará así:

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1) Entre PI y PI (estaciones) se tomarán como mínimo 5 puntos representativos delterreno y la distancia entre ambos no sobrepasará los 100 m (pendiente uniforme).

2) Especificar en la libreta los nombres de los propietarios y límites de propiedades,el tipo de suelo (excavable o no excavable) y de vegetación por donde pasará elalineamiento horizontal de la línea de conducción.

3)

Se deberá marcar los desniveles entre estaciones tomando detalles de puntosintermedios; a ambos lados de un PI se tomarán secciones cada 5 m en una franjade terreno de 20 m (no solo en terreno accidentados).

4) Se tomarán detalles de cruces de cursos de agua, zanjas, barrancas, cimas,depresiones, etc., cuando se localicen a lo largo de la ruta. Para cruces de agua poralto, se deberán tomar nota de los niveles máximos y mínimos de crecida.

5) Se ubicará marcas (preferiblemente de madera) como referencia permanente cada500 m y donde ocurran cambios de ruta establecer un PI para cambios dealineamiento horizontal en línea de conducción o línea de distribuciónindependientes para proyectos comunes.

6) En cada 5 estaciones a lo sumo deben hacerse lecturas referidas al norte magnéticoy comparar este azimut con el de arrastre, que proviene del norte magnético de partida. Deberán anotarse algunas de estas lecturas como comprobación de lamarcha del trabajo al final del levantamiento y en el último punto se tomará unaobservación al norte magnético.

7) Deberán hacerse lecturas dobles entre estaciones

8) Con un detalle o PI establecer el cambio de tipo de suelo.

Levantamiento sitio de tanque

Estará referenciado a lo poligonal de la línea de conducción y línea de distribución.Debe contener toda la información necesaria para el planeamiento y ubicación de laobra por medio de detalles que se tomarán a un radio de hasta 15 m, lo cual permitatrazar curvas de nivel según lo estipulado en las normas de dibujo.

Colocar un mingo fabricado en el sitio con sus respectivos puntos de amarre.

Levantamiento de la línea y red de distribución

Para la línea de distribución el levantamiento se hará tal y como se ha descrito en losnumerales 1 al 4 de la línea de conducción.

En la red de distribución se localizará los cruces de calle, líneas de propiedad yconstrucción de edificios públicos, hospitales, escuelas, iglesias, centros de recreación

y todas las casas existentes además de áreas probables de expansión.Las estaciones en el pueblo se elegirán de manera tal que se tenga en lo posible una poligonal cerrada, que permita hacer lecturas sobre todas las casas, se tengan cotas detodos los cruces de calles y puntos característicos de las mismas sin que causemolestias al tránsito. El levantamiento se hará con transito y estadia mediante poligonales cerradas y abiertas. En los extremos finales de la red es importanteconocer hasta que vivienda llega el final de la red.

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3. Normas específicas

1) Para una información completa y precisa de la configuración del terreno seefectuarán levantamientos taquimétricos y donde fuera necesario con cinta y nivelde precisión.

2) Para efectos de replanteo se dejarán puntos de referencia de fácil identificacióncomo estacas, trompos o mingos. En el sitio de ubicación del tanque y demásobras deben levantarse una zona de cierta amplitud (radio de 15 m por lo menos)que permita el dibujo de curvas de nivel. Además se colocará un mingo en ellugar escogido el cual se amarrará por lo menos con 2 puntos. En el sitio de tomaigualmente, además se colocarán 2 trompos a cada lado del río con 2 amarres cadauno.

3) Para cada estimación se tomarán por lo menos cinco puntos representativos delterreno.

4) Cada trompo o marca estará amarrado por lo menos dos puntos fijos con distanciay ángulo.

5)

Deberán ubicar barrancos, cruces de río, alcantarillas y de ser posible medir sualtura al comienzo, en medio y al final de los mismos. De no ser posible dar undato aproximado basándose en lo observado.

6)

Determinar el tipo de terreno (roca, arcilla, arena, etc.) y si es excavable o no,especificar la longitud aproximada de cada tipo de suelo.

7) Ubicar límites de propiedad y nombres de propietario de terreno a todo lo largo delsistema.

8) A fin de obtener una referencia común en los levantamientos topográficos que selleven a cabo por otras dependencias del gobierno, deberá establecerse un punto

(BM) permanente en la localidad, preferentemente en la plaza principal, indicandola cota de referencia que se ha tomado como punto de partida, para loslevantamientos respectivos.

9) La precisión de los levantamientos topográficos deberá ajustarse a lasespecificaciones siguientes:

Ecuación 2: Error angular tolerable de cierre de poligonales

n E a

5.1

Donde: E : Error de cierre angular en grados sexagesimales.

n: Número de ángulos.

Error angular tolerable de poligonales abiertas.

El error angular se investigará comparando el rumbo calculado en cualquierestación con el rumbo magnético observado, para lo cual se requiere determinar elrumbo magnético de la primera línea de la poligonal.

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Ecuación 3: Error lineal tolerable de cierre de poligonales cerradas

il l E 05.0

Donde: E l : Error lineal de cierre en metros.

l i: Suma de todos los lados de la poligonal en metros.Ecuación 4: Error tolerable de nivelación

L E n 12

Donde: E n: Error de nivelación en milímetros.

L: Longitud nivelada en kilómetros.

La precisión requerida deberá ser 1:500 o mejor.

4. Cálculos topográficos

Todo cálculo topográfico se iniciará tras la verificación del levantamiento a través de

las comprobaciones de altimetría. Si tales pruebas no resultan positivas se repetirá ellevantamiento total o parcialmente según fuera el caso. El cálculo se hará porcomputadora (ver programa adjunto). Se asumirá para efectos de facilidad de cálculouna elevación inicial de 1,000 m sobre el nivel del mar a partir de la estación de inicioo sitio de obra de toma (si el sistema fuese por gravedad). Si no se dispone de un programa para cálculo de levantamiento topográfico, se procederá así:

1)

Se llenará la información de las columnas1, 2, 3, 4 y 5 de la hoja de cálculos deacuerdo con las anotaciones traídas del campo.

2) Columna 6: el factor horizontal se calculará con esta fórmula:

Ecuación 5: Factor horizontal

2cos100 H F

Donde: F H : Factor horizontal.

: Ángulo vertical..

3) Columna 7: el factor vertical se calculará:

Ecuación 6: Factor vertical

2

2sen100 V F

Donde: F v: Factor vertical.

: Ángulo vertical.

4)

Columna 8: La distancia horizontal se calculará multiplicando la lectura de mira por el factor horizontal:

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Ecuación 7: Distancia horizontal

H H F D

Donde: D H : Distancia horizontal (m).

: Lectura de mira (m).

5)

Columna 9: La diferencia de elevación se calculará multiplicando la lectura demira por el factor vertical:

Ecuación 8: Diferencia de elevación

V V F D

Donde: DV : Diferencia de elevación (m).

: Lectura de mira (m).

6)

Columna 10: Se calcularán las elevaciones a partir de un BM preestablecido; así,la estación “0” inicial tendrá una elevación igual a 1,000 m y se determinarán las

demás elevaciones sumando o restando (según sea el signo del ángulo vertical) ladiferencia de elevación. Si el sistema resultase por bombeo se adoptará unaelevación de 100 m en la estación “0”.

7) Columna 11: la distancia horizontal acumulada se hará a través de la sumatoria delas distancias horizontales entre estación y estación.

8)

Columna 12: La distancia inclinada acumulada se calculará en igual forma que lahorizontal utilizando distancias inclinadas calculadas así:

Ecuación 9: Distancia inclinada

cos100 D

Donde: D: Distancia inclinada (m). : Lectura de mira (m).

(Ver Anexo A: Hoja de cálculo topográfico en la página 50)

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NORMAS DE DIBUJO

CONTENIDO DE LOS PLANOS1) Generalidades

Para llevar a cabo cualquier obra de la ingeniería, es necesario el planteamiento previo através del lenguaje gráfico del dibujo.

El conocimiento completo del dibujo de todos aquellos que intervienen en obras deingeniería, es de gran importancia ya que de ello depende una representación, unaconstrucción fiel a lo especificado en un diseño.

En el diseño de acueductos rurales se trabaja básicamente con dibujo topográfico y dibujoestructural como veremos a continuación.

El dibujo de la superficie de la tierra tiene la característica de que el dibujo queda completoen una vista (en Planta) representándose la altura (en Perfil) aparte cuando es necesario.

2) Contenido de Planos Topográficos

a.) Se representarán linderos, divisiones de zonas sujetas a distintos dueños o autoridades.

b.) Representación de objetos reales (obras humanas y naturales) de la región. Si solointeresa la localización relativa dentro de la región se usará escala pequeña y símbolos, para representar casas, puertas, árboles, etc.

c.)

Se representarán las elevaciones relativas mediante el uso de curvas de nivel con lasalturas señaladas de toda depresión o elevación (corredero, quebrada, cerro, etc.)

d.) Ya en los planos finales deberán aparecer las características hidráulicas de cada tramode tubería (por etapa).

e.) Obras físicas en planta y perfil.

f.)

En la red de distribución se trazará curvas de nivel a cada 5 m en terrenos quebrados y a1 m, si el terreno es plano.

3) Contenido de Planos Hidráulicos

a.) Aparecerá trazada la línea de conducción y distribución diseñada, con la longitud detubería en metros y los diámetros en pulgadas. En cada tramo de tubería de igualdiámetro aparecerá la siguiente información:

Longitud de tubería (metros) Diámetro de tubería (pulgadas)

Pérdidas por fricción (total por cada 100 metros)

Coeficiente de rugosidad Caudal de diseño o capacidad de tubería (gpm)

Válvulas de aire y limpieza Anclajes Todos los accesorios necesarios

Gradiente hidráulica y nivel estático Cuadro de detalle de tubería (de cada etapa) Caudal real y gradiente real

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b.) Los circuitos del sistema de red serán en forma esquemática con longitudes, diámetros ytipo de tubería. Se indicará el caudal estimado y el sentido de flujo probable. Laselevaciones serán dadas por las curvas de nivel.

4) Contenido de Planos Estructurales

a.) Dimensiones de las distintas partes de la obra. b.)

Material a usarse en la construcción.c.) Distribución, colocación y tipo de refuerzosd.) Escala 1:40 y 1:50, según las dimensiones de la obra.

Presa

PlantaDel sitio de la obra de toma y el desarenador (si hubiere), curvas de nivel cada 20 cm, omayores según el caso, bien identificado por sus niveles en cada una de ellas.

Estación de partida para cálculo de la conducción. Longitud de presa al desarenador.

Dibujo de conducto de toma propiamente dicho y de limpieza.

Indicación de cortes longitudinales y transversales. Dirección del flujo.

Ubicación del banco de elevación marcada. Dimensionamiento de la presa.

De existir prefiltro indicar:

El área y las dimensiones de la estructura. Nombre y aforo de la fuente según encuesta preliminar o dato recabado durante el

levantamiento topográfico. Identificar el diámetro, tipo y ubicación del dren principal. Indicar el norte magnético.

Indicar las elevaciones de entrada y salida de la cámara de captación. Indicar las dimensiones del prefiltro y del vertedero. Indicar las curvas de nivel a cada 0.20 m de diferencia de elevación.

Corte LongitudinalEscala 1:40, 1:50

Este corte deberá mostrar el perfil del terreno y empotramiento de la estructura en éste.Además, deberá describirse en términos generales la geología del terreno.

También mostrará completamente dimensionados, la cresta, el vertedero de crecidas y elvertedero de rebose; estructura de toma con ubicación.

Así mismo deberán mostrarse las elevaciones de los conductos de salida, limpieza y de losvertederos, así como las elevaciones de los niveles máximo y mínimo de la corriente.

Cualquier parte de la obra que deba ser mostrada con mayor detalle será dibujada porseparado en escala 1:50 ó 1:10 según la claridad con que se quiera mostrar el detalle.

Corte TransversalEscala 1:40 y 1:50 solo para casos especiales, según les dimensiones a mostrarse.

En este corte se mostrarán los detalles que sigue:

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Terrenos naturales y empotramiento de la presa en éste.Sección de la obra de embalse, con dimensionamiento de su cimentación, ancho oespesor de la presa, forma del vertedero de rebose. Se mostrarán en este corte laselevaciones de los niveles máximo y mínimo de la corriente.

Ubicación con especificación en forma del vertedero de crecidas y detalle y longitud

de protección contra erosiones o plantillado protector. Cualquier parte de la obra que deba ser mostrada con mayor detalle, será dibujada

por separado en escala 1:2, 1:5 ó 1:10 según la claridad que requiera mostrar eldetalle.

Caja de Captación

Se diseñarán para la captación de agua manantiales, vertientes, etc.

Ubicación: plano de conjuntos.

PlantaEscala 1:40, 1:50 según el caso.

Este plano deberá contener lo siguiente:

El señalamiento del norte magnético. Curvas de nivel a cada 20 cm o mayores según el caso, bien identificadas por sus

elevaciones. Ubicación con dimensiones de entrada y salida de la estructura. Forma de conductos de estrada, salida y limpieza con la fontanería correspondiente

y dimensionada.

Dimensiones de la estructura. Dirección del flujo. Indicación de cortes mostrados.

Corte LongitudinalEscala 1:40, 1:50, según el caso.

El corte mostrará lo siguiente:

Perfil del terreno. Forma, dimensiones y ubicación de los conductos de salida, limpieza y rebose, con

sus respectivas elevaciones. Mostrará además, debidamente dimensionada, todoslos detalles del corte.

Corte Transversal Perfil del terreno natural y empotramiento de la estructura.

Mostrar los detalles del corte.

Dimensionamiento de la estructura mostrada por el corte. La fontanería de la caja de captación con identificación por números de las distintas

piezas. Se mostrará también la lista detallada de las piezas indicadas en losesquemas.

Fuentes Subterráneas

Se diseñarán obras de captación para fuentes subterráneas tales como galerías deinfiltración, pozos excavados profundos, etc.; los cuales mostrarán los siguientes detalles:

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Ubicación: toda la lámina.

Escala 1:20, 1:30, 1:40, 1:50.

PlantaPara la galería de infiltración se indicará a escala apropiada, la ubicación de la misma con

relación a la fuente de suministro.Curvas de nivel cada 20 cm ó mayores según el caso, bien identificadas por sus niveles encada una de ellas. Dibujo de la planta debidamente dimensionado con indicación de todoslos detalles estructurales y de fontanería, indicación de cortes longitudinal y trasversal,dirección de flujo.

Para pozos excavados y profundos se indicará la ubicación de la planta de bombeoconteniendo el pozo, equipos e instalaciones de fontanería, así como cualesquiera otrasfacilidades con que cuenta la planta de bombeo. Se indicará su ubicación en relación con la poligonal topográfica.

Perfil

Galería de InfiltraciónSe mostrará en corte transversal la fuente de suministro y la galería si ésta fuera paralela ala fuente, con indicación de los niveles de agua respectiva. Se indicarán en éste la gradientehidráulica del acuífero y el perfil del terreno.

En corte longitudinal se mostrará el perfil del terreno acondicionado en sus diferentes tiposde material con indicación de los espesores de cada capa y las características del materialrespectivo. Se indicará, además el conducto colector con su pendiente y demás elementoshidráulicos del mismo, así como la caja colectora de aguas claras y las instalaciones defontanería o equipos de bombeo debidamente dimensionados. En escala apropiada, seindicarán detalles que a juicio del diseñador, deben ser mostrados para mayor claridad del

diseño. Pozos excavados y pozos profundosSe mostrarán los detalles constructivos de la caseta de bombeo así como los equipos deinstalaciones de cabezal e impulsores con señalamiento de profundidad de estos últimos.

Se indicarán además los detalles de protección sanitaria del pozo y la cimentación yestructura de apoyo del o los equipos, profundidad de colocación de la rejilla, longitud ytipo de la misma. Se indicarán los niveles de piso de la caseta y del eje de bomba.

Se mostrará el nivel estático y dinámico de bombeo. Se indicará esquemáticamente lafontanería de la instalación de bombeo. Detalles ampliados en escala 1:2 ó 1:5 u otraconveniente de las partes que así lo requiera.

Línea de Conducción

Lámina de 58 cm x 90 cm (22” x 35”). Margen: izquierdo 4½ cm, derecho 1½ cm, superior e inferior 2½ cm.Escala perfil horizontal: 1:1000 a 1:2000Escala vertical: 1:100 ó 1:200 ó 1:500 ó 1:1000Las escalas horizontales del perfil y de la planta deben ser iguales.

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El perfil y planta de la conducción se dibujarán en uno o varios planos, según la longitud.Si se muestra en varios planos, estos se enlazarán por medio de dos (2) estaciones decoincidencia.

Perfil

Este plano deberá contener lo siguiente: Perfil de la línea de conducción.

Ubicación en el terreno de la tubería de conducción. Se dibujará el perfil de latubería con línea fina punteada y el perfil del terreno con línea fina.

Obras especiales tales como: puentes, sifones invertidos, accesorios como válvulasde aire, limpieza de lodo, cámaras, rompe-presión, etc., con indicación del planotipo correspondiente a cada obra.

Línea de carga estática. Línea de gradiente hidráulico. Identificación de tramos de cálculo con inclusión de:

Caudal de diseño (gpm).

Longitud del tramo (metros). Material usado y diámetro de la tubería (diámetro en pulgadas). Coeficiente de rugosidad usado. Pérdida de carga para el tramo.

En la parte inferior del perfil se dibujarán renglones que contengan la siguienteinformación:

Renglón superior: Elevación del Terreno. Renglón secundario: Distancia horizontal acumulada. Renglón tercero: Distancia inclinada acumulada.

Renglón cuarto: Estación.

Elevaciones: De obra de toma (salida). Entrada y salida del tanque de almacenamiento.

En los costados de la lámina se mostrarán las elevaciones que cubren los desnivelesdel perfil.

Se indicará el estacionamiento acumulado a intervalos de 100 m con líneas finasverticales y el estacionamiento de puntos donde hay causes, cambios de material,diámetros, etc.

También se mostrarán las elevaciones piezométricas en los cambios de tubería y enla primera y última estación que aparezca en cada plano.

PlantaSe dibujará en la parte inferior de La lámina y tendrá la misma escala que la horizontal del perfil.

Sé mostrarán los siguientes detalles:

Orientación del norte magnético

Ubicación de la captación o captaciones, si hubieran más de una, con el nombre dela fuente correspondiente.

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Esquemas con forma y ubicación del desarenador, pasos obligados como puentes,sifones, caminos, limites de propiedades y otros de referencia como accidentes ytipo de terreno, hasta el tanque de almacenamiento, el que también será mostrado.

Identificación de estaciones de la poligonal del levantamiento topográfico y trazo dela línea de conducción, con curvas de nivel de terreno, con intervalos de 5 m o

mayores, según el caso bien identificado por sus niveles a cada 5 m y que cubran eltrazo de línea de conducción.

Se indicará la alineación de la línea de conducción con línea gruesa continuaidentificando los puntos de cambio de dirección, diámetro, clase de material, etc.,con el estacionamiento acumulado indicado en el perfil de la tubería.

En caso de que haya desplazamientos de la línea de conducción en relación con la poligonal topográfica por razones de diseño, deberá referenciar dichodesplazamiento en puntos convenientes, indicando ángulo y distancia desde unaestación acumulada de la línea de conducción a la estación más próxima de la poligonal topográfica.

Deberá indicarse, esquemáticamente, los accesorios en la línea de conducción consu correspondiente listado de fontanería en cada cambio de dirección horizontal,cambio de diámetro y/o de material indicando en su caso, el plano tipocorrespondiente.

Las obras especiales como sifones, puentes, cauces de quebrada, etc., se debenindicar en planta de perfil con indicación de la fontanería correspondiente al proyecto y del plano tipo correspondiente.

En todos aquellos proyectos donde la línea de conducción cause fuertes depresionesse hará un seccionamiento de fajas de presión mostradas en el perfil de la línea deconducción de acuerdo con la presión de trabajo de cada tipo de tubería a utilizarse

con el objeto de señalar los puntos de cambio de cada tipo de tubería con diferentes presiones de trabajo.

Cuando se haga cambios de alineación en la línea de conducción en planta, indicarese mismo cambio en el perfil, de manera que este indique realmente la posición dela tubería a instalar en el terreno.

Tanque de Almacenamiento

Ubicación: si no hay desarenador, podrá incluirse en el plano de la obra de toma:

PlantaEscala: 1:40

Se hará el dibujo de la planta del tanque de almacenamiento y el hipoclorador, en el cualquedarán bien identificados:

Curvas de nivel con intervalos de 0.20 metros o mayores según el caso. Planta del tanque, donde se muestre:

Orientación: marcar estación anterior y posterior.

El o los comportamientos de almacenamiento. Estructura de entrada.

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Representación, con dimensiones de la línea de entrada, línea de sa1ida,conducto de limpieza y rebose con su correspondiente fontanería, cámara deválvulas.Estas tuberías serán del mismo diámetro de las tuberías de diseño, para cadacaso.

Dimensiones y nombre de la estructura

Indicación en cortes mostrados. Ubicación de la estructura destinada a dosificación de desinfectante (hipoclorador). Referencia al tipo de estructura, tal como elevado, semienterrado, superficial, etc., y

su tipo por su clasificación volumétrica. Obras de protección cuando éstas fueran requeridas, tales como zanja de

coronación, cercas, etc. Se mostrará la ubicación de respiraderos con indicación de diámetro y forma.

Corte LongitudinalEscala 1:40 ó 1:50 según las dimensiones a mostrarse. Este corte deberá mostrar el perfil

del terreno y el empotramiento de la estructura de este.Detalle de la caja de inspección, reparaciones y limpieza manual.

Dimensionamiento de espacio libre entre nivel de agua y losa de cubierta.

Señalar la gradiente del piso hacia el conducto de 1impieza.

Mostrar ubicación de respiraderos con indicación de diámetro y forma.

Corte TransversalEscala 1:40 ó 1:50 según las dimensiones a mostrarse. Este corte deberá mostrar el perfildel terreno, y el empotramiento de la estructura en este.

Posición y dimensionamiento de líneas de salida, rebose y limpieza.

Ubicación del orificio de entrada para inspección, reparaciones y limpieza manual.

Dimensionamiento de espacio libre entre nivel de agua y la losa de cubierta.

Mostrar ubicación de escalera de acceso al interior. Señalar la gradiente del piso hacia elconducto de limpieza.

Mostrar ubicación de respiraderos con indicación de diámetro y forma.

Posición de línea de entrada, salida, limpieza y rebose.

Ubicación del hipoclorador.

Nivel máximo de aguas y elevación de piso y losa del tanque.

Otros DatosEn los lugares disponibles, se dibujará una tabla, conteniendo la lista de fontanería autilizarse y el esquema de las instalaciones con identificación de accesorios.

Plano de Red de Distribución y Línea de Distribución

Tamaño de lámina: 58 x 90 cm (22” x 35”).

Margen: izquierdo 4½ cm, derecho 1½ cm superior e inferior 2½ cm.

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Escala: 1:500 ó 1:2000, según el tamaño de la red.

Orientación: marcar el norte magnético.

Este plano contendrá lo siguiente:

Planta

De la red de distribución completa, incluyendo la ubicación del tanque de almacenamientoy la línea de distribución si ésta no tuviera una longitud excesiva, caso éste que contemplarála inclusión de parte de ella en el plano de la línea de conducción y la otra en la red dedistribución mostrando ambas un sector o punto de enlace o coincidencia.

Se indicará la localización de calles, cercos de propiedad, viviendas, accidentes del terrenotales como cruces de ríos, quebradas, puentes, etc. Los accesorios y válvulas, así comoinstalaciones especiales como cruces, puentes, etc., serán indicadas en este plano.

Todas las viviendas se dibujarán con línea continua y los cercos con línea de trazos.

Para cada tramo de la red de distribución, se anotará lo siguiente:

Longitud del tramo (metros). Material y diámetro de la tubería.

Ubicación de las válvulas a usarse. Detalle de fontanería, anclaje y soporte de cruces de tubería por accidente de

terreno. Identificar circuitos de cálculo en la misma forma indicada en el esquema del

diseñador.

Se indicará la ubicación de los puntos de presión hidrostática máxima ehidrodinámica mínima.

Estaciones de Bombeo

Las estaciones de bombeo se representará según el caso en la ubicación en que tenga queutilizarse en un sistema dado.

Estaciones de Bombeo para Aguas Superficiales

PlantaEscala l:20 ó 1:40

Se representará la planta de la caseta que la contiene. Así mismo se representará laubicación del equipo y todas las tuberías de succión y descarga, limpieza y medición delgasto, válvulas de operación y accesorios empleados en la instalación, todo conidentificación de dimensiones y tipo de mecanismos.

Según el sistema de fuente, ésta será mostrada si se trata de nacimiento ó galería filtrante,

contiguo a la estación de bombeo.Corte Longitudinal

En este corte se mostrará lo siguiente:

Techo, muros y cimientos de la caseta.

Equipos ó equipo de bombeo.

Tubería, válvulas y accesorios de succión e impulsión con identificación de dimensiones.

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Cimentación para cada equipo de bombeo.

Pozo de bombeo con dimensiones de sus muros y distancias de separación de éstos.

Nivel superior de aguas, altura de colocación de pascón de succión y altura libre ó devolumen muerto, de piso hasta el pascón.

Espesor de losas de cubierta y de piso, mostrando los hierros ó armaduras de refuerzo.

Anclajes o soportes de línea de succión a los muros.

Escala de inspección.

Tapa sanitaria de entrada.

Aireaciones del pozo de bombeo.

Tabla de resumen de tubería, válvulas y accesorios a ser utilizados.

Corte TransversalEn este corte se mostrará lo siguiente:

Techo, muros y cimientos de la caseta.

Sección o secciones cortadas de tubería de impulsión con vista de válvulas de éstas.

Vista del equipo de bombeo.

Cimentación del equipo de bombeo.

Pozo de bombeo con dimensiones de muros y distancia entre los mismos.

Nivel superior de aguas, altura de colocación del pascón de succión y altura libre ó devolumen muerto, desde el piso hasta el pascón, si el pozo de bombeo estuviera debajo de 1acaseta.

Estaciones de Bombeo de Pozos Profundos Planta

Escala 1:20 ó 1:40

Se representará la planta de la caseta que la contiene. Así mismo se representará laubicación del equipo de bombeo y la altura de impu1sión, con su ramal de limpieza ymedición de gastos, válvulas de operación y accesorios empleados en la instalación, todocon identificación de dimensiones y tipo de mecanismo.

Corte transversalEste corte deberá mostrar lo siguiente:

Techo muros y- cimientos de la caseta.Estructura de soporte para levantamiento de la bomba, motor y tubería de ademe.

Tipo de bomba y motor, con especificación de rendimiento de la bomba y potencia delmotor.

Vista de la bomba y tubería de impulsión con sus accesorios respectivos, biendimensionados.

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Se mostrará también el perfil del pozo con la tubería de ademe y de succión, marcando laelevación del eje de la bomba, de los impulsores, nivel estático del agua en el pozo y nivelinferior de la tubería de ademe y de rejilla.

Se hará así mismo un detalle especial y separado de cimentación del motor que accione la bomba, si éste fuera el caso.

Rotulación

En todos los planos se hará el rotulado en la forma siguiente:

En la parte inferior se rayará horizontalmente un espacio de 2½ cm desde el margeninferior.

En este lugar ubicará en la esquina inferior derecha, en un espacio de 22.7 cm el nombre dela Oficina Ejecutora de Acueductos Rurales, en la parte superior al medio el nombre de la parte de obra y en la inferior el nombre del proyecto y su ubicación.

A continuación hacia la izquierda y en un espacio de 10.7 cm se inscribirá la leyenda denominación del SANAA y de la República.

A continuación de derecha a izquierda, se dejará un espacio de 5 cm el que la parte superiorllevará anotado el número de plano, referido al total de éstos para el proyecto y en parteinferior el registro de archivo.

Siempre de derecha a izquierda, se rayará un espacio de 11.3 cm que llevará anotado en la parte superior el número de libreta a que corresponde el levantamiento topográfico,siguiendo hacia abajo se anotará la escala del plano; inmediatamente debajo se registrará lafecha de conclusión del plano y por último en el espacio inferior se anotará la palabra“GERENTE” dejándole espacio para la firma de esta autoridad.

Siempre hacia la izquierda del último, dispondrá un espacio de 11.7 cm, con unasubdivisión de 2.7 cm en la parte izquierda, con 5 renglones cada uno de los cuales dearriba hacia abajo, llevará la siguiente inscripción:

Levantó:Dibujó:Diseñó:Revisó:Aprobó:

En la izquierda y como último espacio hasta el margen izquierdo se dispondrá con 3subdivisiones de izquierda a derecha, 2 cm, 9 cm y 2.6 cm, con la siguiente inscripción:

FECHA: a la izquierdaREVISIÓN:•al centro

REV por _____________ a la derecha.

Deberá describirse al margen izquierdo: PRASAR-PSS-II CONVENIO DE DONACIÓNAID-G de H-522-0216.

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NORMAS DE DISEÑO

Los Sistemas de abastecimiento rural requieren de una metodología para lo cual se han

elaborado las siguientes normas de acuerdo con las necesidades del medio rural de nuestro país y su realidad socio-económica. La finalidad de estas normas es la de uniformar loscriterios para facilitar la labor de los ingenieros que intervienen en dichas obras. Cabe decirque éstas normas no son rígidas y podrán modificarse con el avance de la técnica.

PARÁMETROS DE DISEÑOPeríodo de Diseño

Tomando en cuenta la durabilidad y vida útil de las tuberías, accesorios, materiales deconstrucción y el período que conlleva el diseño y la construcción, se ha determinado un período de diseño de 22 años para todas las partes del sistema. A excepción de los equiposde bombeo que se diseñarán para 10 años. Aquellos sistemas que ya cumplieron con su

periodo, es decir 22 años o más y que requieran mejoras en todas las partes del sistema, seconsiderará como acueducto nuevo.

Índice de Crecimiento

Se tomará como índice de crecimiento anual 3%, el cuál representa el promedio a nivelnacional según datos recabados por la Dirección General de Censos y Estadísticas.

Si la Comunidad ha tenido un desarrollo inusitado, este índice podrá ser calculado tomandoen cuenta censos anteriores suficientes como para pronosticar su tendencia futura. En casosde asentamientos campesinos y proyectos habitacionales se tomará la densidad desaturación del proyecto como población futura.

Cálculo de la PoblaciónEl diseño de los Acueductos se deberá hacer de acuerdo con la población y número deviviendas resultante del levantamiento topográfico, cuando éstas sean mayores que loreportado en la encuesta, la cual se considera como el último censo realizado y así evitar laconfusión de que el número de conexiones sea mayor que el número de viviendas de laencuesta preliminar.

El número mínimo de viviendas que deberán aparecer en el plano topográfico serán las dela encuesta básica.

De no tener una encuesta se calculará la población actual multiplicando la cantidad deviviendas por 6 habitantes por casa.

Conociendo los factores que condicionaron el crecimiento de la Comunidad es posibleaplicar éstos estimar su población futura. Para hacer tal cálculo se utilizará el métodoaritmético y con menos frecuencia, el método geométrico.

Se podrá considerar el cálculo de la población por el método de saturación, cuandosolamente esté bien definida el área de la comunidad a ser beneficiada.

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Método Aritmético

El método supone una variación lineal de la población en el tiempo. Se utiliza la siguientefórmula:

Ecuación 10: Cálculo de población de diseño, método aritmético

100

1 kt

P P o f

Donde:

P f : Población futura P o: Población actualk : Tasa de crecimiento anual

t : Período de diseñoMétodo Geométrico

Este método se utilizará preferiblemente para poblaciones de más de 2,000 habitantes. Lafórmula a aplicarse será:

Ecuación 11: Cálculo de población de diseño, método geométrico

t o f r P P 1

Donde:

P f : Población futura

P o: Población actualr : Tasa de crecimiento anualt : Período de diseño

y

Ecuación 12: Determinación de la tasa de crecimiento anual, método geométrico

1)(

)(

1

2 t t

t

P

P r

Donde:

t : Período intercensal entre “t 1” y “t 2” (= t 2-t 1) P (t1): Población en el tiempo “t 1” P (t2): Población en el tiempo “t 2”

(Ver Anexo B: Hoja de cálculo de población de diseño en la página 51)

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Dotaciones

La dotación generalizada para poblaciones menores de 2,000 habitantes será de 25 gppd.

En las comunidades de poblaciones mayores de 2,000 habitantes las dotaciones deberánsatisfacer todas las necesidades abajo apuntadas.

a.)

Consumo Doméstico. b.)

Consumo Industrial y Comercial.c.) Consumo Público.d.) Consumo Pérdida y Desperdicios.

Coeficiente y variación de consumo

Básicamente, tendremos 3 tipos de consumo:

a.) Consumo Medio Diario: Demanda promedio requerida para satisfacer lasnecesidades.

b.) Consumo Máximo Diario: Valor de la demanda máxima diaria durante el año.

c.)

Consumo Máximo Horario: Valor del consumo máximo horario en el día demáxima demanda del año.

En el diseño se utilizarán los siguientes coeficientes de variación:

a.) Consumo Medio Diario: 1 K

b.) Consumo Máximo Diario: l.5 K (se utilizará este valor en el diseño de la 1ínea deconducción y planta de tratamiento y el “Q” mínimo de la fuente no será inferior aél en los casos en que exista almacenamiento).

c.)

Consumo Máximo Horario: 2.25 K (se utilizará en el diseño de la línea y red dedistribución y cuando no exista almacenamiento).

Coeficiente de RugosidadPara el cálculo de pérdidas por fricción en la tubería se utilizará la fórmula de HazenWilliams donde el coeficiente de rugosidad “C ” a utilizarse será:

Tubería de Hierro Galvanizado (HG) ........ 100Tubería de Polivinilo (PVC) ...................... 140

Una vez definido los parámetros anteriores se procede a llenar la hoja de informacióngeneral (ver Anexo C: Hoja de información general en la página 52)

Fuentes de Abastecimiento

Según su origen las fuentes de abastecimiento de agua se pueden catalogar tres formas

principales:1)

Agua Superficial.2) Agua Subterránea.3) Agua Lluvia.

Estas tres alternativas se deben estudiar basándose en:

Capacidad. Examen físico-químico.

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Examen Bacteriológico. Análisis Beneficio-Costo.

Además de los requisitos anteriores se debe considerar el aspecto económico.

Al aforo de la fuente se hará en el período de estiaje y este deberá ser igual o mayor que el

Consumo Máximo Diario de la población futura pero nunca menor de 15 gpm.Para los siguientes análisis se requiere de agua:

Físico-químico de ½ a 1 galón como mínimo.Bacteriológico 0.10 y 0.15 litros.

Se adoptarán los parámetros establecidos por la Organización Mundial de la Salud en 1964 para establecer la calidad de las fuentes a usarse (ver estándares de agua potable). Setendrá cuidado que aguas arriba del sitio de obra de toma no haya casas y que si sonaguaderos de ganados, este lugar pueda ser sustituible por otros de manera que nocontribuyan a la contaminación de la fuente.

OBRAS DE CAPTACIÓNSon las estructuras diseñadas para el aprovechamiento del flujo durante todo el año.Características del Lugar

Para protección de la estructura y calidad del agua. El lugar escogido deberá reunir lassiguientes condiciones.

a.) La elevación de la obra de captación sobre el pueblo deberá ser suficiente paraasegurar buenas presiones en la red.

b.)

Aguas arriba del lugar escogido no existirá ninguna forma de contaminación, ya seaanimal, humana, industrial, mineral, etc.

c.)

El lugar escogido deberá estar bien reforestado así como el resto de la cuenca.d.) Se escogerá un tramo recto de la quebrada evitando las curvas y con pendiente

suave. De preferencia hacerse en alguna garganta del río.

e.)

Los taludes a ambos lados de1 río no deberán ser verticales pues esto favorece losderrumbes, sino más bien, con una inc1inación suave que permita el empotramientocuando se construya una presa. Si tal empotramiento puede hacerse en roca, muchomejor.

f.)

Se le dará preferencia a los manantiales ya que estos nos garantizan una mejorcalidad de las aguas.

g.)

La cuenca debe tener problemas mínimas de erosión y el cauce debe ofrecerestabilidad en una distancia considerable aguas arriba y aguas abajo del sitio detoma.

Tipo de Obra

De acuerdo con la fuente escogida se construirá la obra de toma que más se adapte anuestras necesidades. Básicamente, se utilizarán dos tipos de estructuras.

a.)

Caja Colectora.

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b.) Presa.

Y con menos frecuencia, dependiendo de las características del sitio y la fuente:

c.) Galerías de Infiltración.

d.)

Prefiltros.e.)

Pozos.

Cajas Colectoras

Son recipientes cerrados, e impermeables construidos de ladrillo rafón, concreto y piedra.Se utilizan para la recolección de agua de manantiales mediante el uso de un canal que llevael flujo hasta la caja. En algunos casos especiales, la caja se alimentará de ríos grandes, parte de los cuales esta siendo desviado hacia ella.

En casos en que la toma sea directa, la caja será dimensionada de acuerdo con lasnecesidades de almacenaje de la comunidad.

Para la calidad del agua es imprescindible la limpieza y protección constante de la obra.Además en su diseño, se tomaran en cuenta las siguientes condiciones:

a.) Se construirá la caja de un material impermeable.

b.)

La caja se diseñará de acuerdo a la producción de la fuente garantizando el flujo delmanantial.

c.) Deberá estar provisto de tubería de salida, rebose, limpieza y drenaje con lacapacidad suficiente. Además llevará boca de inspección.

d.) El rebose de la caja estará a un nivel menor que la salida a la superficie delmanantial para no crear una presión que se opusiera al libre flujo del agua lo cual la

desviaría.e.) Todas las aberturas de la caja estarán protegidas para evitar la entrada de agentes

externos superficiales.

Para mayor detalle véase la Error! Reference source not found. Error! Bookmark notdefined..

Presa

Para la captación en quebradas se construirán preferentemente presas de derivación concaja toma bajo el vertedero de rebose.

En el dimensionamiento de dicha presa intervendrán varios factores entre ellos:

a.)

La producción de 1a fuente. b.)

Ancho del lecho.c.) Características del terreno.

Dimensionamiento de VertederosConociendo el caudal del aforo el cuál será considerado como caudal mínimo, tendremosque:

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Ecuación 13: Definición de caudales para diseño de vertederos

Qaforo = Qmínimo

Qmedio = 10 Qmínimo

Qmáximo = 100 Qmínimo

Y en adelante, el vertedero de rebose se diseñará para el “Qmedio” y el vertedero de demasía para el “Qmáximo”.

Para tal dimensionamiento se utilizará la fórmula de Francis:

Ecuación 14: Fórmula de Francis para diseño de vertederos

3

2

2

3

CL

Q H CLH Q

Donde:

Q: Caudal en m3/seg. L: Longitud del vertedero de descarga en metros.C : Coeficiente de descarga (=1.71) H : Altura de carga sobre vertedero en metros.

Para facilidad de construcción en ningún caso la altura “ H ” será mayor de 0.10 m ni lalongitud “ L” del vertedero de demasía será menor que “3H ”.

La longitud de vertedero de rebose será siempre 1 m.

Dimensionamiento de la Altura de Presa (h) y Base (B)Establecida la altura de la presa de acuerdo con el nivel del agua y la forma de la cuenca es

posible determinar el ancho de la base por medio de la siguiente fórmula:Ecuación 15: Determinación de la base de la presa

1

h B

Donde:

B: Ancho de baseh: Altura de presa : Peso volumétrico de la obra (=2.3 ton/m3)

Estos valores ya han sido calculados y aparecen en la tabla de la Error! Reference sourcenot found. Error! Bookmark not defined. donde la base ( L) aparece en función a la altura(h).

En ningún caso la altura de la presa hasta el vertedero de rebose, será menor de 0.50 m.

El largo de la base o cimentación y el emplantillado será igual al ancho del río. La altura dela cimentación será 0.30 m y del emplantillado de 0.20 m.

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Dimensiones de la CrestaLa cresta de la presa tendrá un ancho de 0.30 m y su longitud será determinada por la formade la cuenca. Se ha establecido un empotramiento de 0.50m si es en talud rocoso y de 1 msi se empotra en tierra.

Tuberías y Accesorios

a.)

Salida: El tubo recolector media caña de 4”Ø PVC irá unido a otro de 4”Ø HG y deéste se pasará, mediante los accesorios necesarios, a la tubería de salida la cual serásiempre de HG y tendrá igual diámetro que la línea de conducción. La válvula decontrol se colocará en su respectiva caja, fuera del muro y en un lugar accesible.

b.)

Limpieza: La 1impieza se llevará a cabo por medio de dos tubos de 4”Ø HG loscuales saldrán a un costado del vertedero. No llevarán válvula compuerta y decerraran por medio de tapones hembra en los extremos. Para mayor detalle véase laError! Reference source not found. Error! Bookmark not defined..

Caja Toma

Esta será una tanquilla que irá directamente bajo el vertedero. Tendrá el mismo espesor delvertedero (0. 30m) y su cuerpo de concreto irá anclado al tubo que recoge el flujo.

El tubo recolector será de 4”Ø PVC cortado en media caña. Estará colocado con una pendiente de 2% al igual que el fondo de la tanquilla.

En el vertedero de rebose se colocará una rejilla para impedir el paso de sólidos gruesos a latanquilla. Las barras irán con su longitud en el sentido de corriente. La separación entrelas barras será de 1 a 1.5 cm dependiendo de los materiales que arrastre la fuente.

La inclinación de la cresta dependerá del ancho de ésta. Para un ancho de 0.30 m lainclinación es de 1.7.

Desarenador

El desarenador tiene por objeto eliminar por sedimentación las partículas de 0.l mm dediámetro y las mayores que estas.

El desarenador alarga la vida útil del sistema, ya que con la retención de éstas partículas latubería, válvulas, llaves, el desgaste es menor y prestan mejor servicio.

Para evitar que éstas partículas erosionen la tubería de la línea de conducción serárecomendable colocar el desarenador lo más próximo a la obra de toma.

Dependiendo de la velocidad del agua por su contenido de arena se diseñará una pantallacon orificios y un vertedero de caída libre a la salida en todo el ancho del desarenador.

Se colocará en la parte inferior una especie de cono truncado donde este recibirá la arena

removida el cual estará cerca de la entrada y su piso hacia la salida tendrá una pendiente de5%.

Este cono tendrá en su parte inferior una tubería de 4”Ø unida a la de limpieza después dela válvula de ésta la que se prolonga hasta un sitio de disposición del material sedimentado,cuando esta se efectúe por gravedad.

La tubería de rebose se le colocará malla. El desarenador deberá protegerse con cerco paraevitar la entrada de animales y de personas ajenas a este servicio.

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Para el dimensionamiento se considerará:

Ancho mínimo ................................................................. 0.50 m.Velocidad horizontal máxima ......................................... 3.92 cm/seg.Velocidad a través de los orificios .................................. 12 cm/seg.

Relación longitud profundidad ........................................ 5 a 9Máxima tasa de desbordamiento superficial ................... 300 lts/m2/día

Se considerarán las pérdidas mayores y las pérdidas menores. La pantalla de entrada ysalida serán de concreto reforzado con un espesor de 5 cm. En casos especiales ydependiendo de la calidad del agua se diseñarán estructuras como filtros lentos, prefiltros yotros (ver detalles estructurales en la Error! Reference source not found. Error!Bookmark not defined.).

LÍNEA DE CONDUCCIÓNEs la línea de tubería qué conduce el agua de la obra de toma hasta el tanque.Preferiblemente funcionará por gravedad y se diseñará para un caudal mínimo igual alconsumo máximo diario. Los conductos deberán ser cerrados y trabajarán a presión.Llevará todas las obras necesarias para su protección como ser válvulas de limpieza y aire,anclajes y rompecargas.

Tipo de Tubería

Se utilizarán tuberías con resistencia a cargas externas de impacto, así como a substanciasquímicas, deberán tener superficie lisa, sin protuberancia.

Las tuberías que se usarán con más frecuencia serán de PVC y HG en todos los diámetroscomerciales. La selección del material de tubería a utilizarse dependerá de la topografía dellugar y la clase del terreno.

En el análisis hidráulico se calcularán las presiones hidrostáticas de toda la línea y serepresentarán con líneas de presión (gradiente hidráulico y nivel estático) las cualesservirán para decidir la clase de tubería y las obras accesorias necesarias para la protecciónde la misma. Se evitará ante todo sobrepasar las presiones de trabajo de la tubería. Eldiámetro mínimo aceptable en la línea será de 1”Ø HG y hasta ¾”Ø PVC y la presión detrabajo máxima será de 160 lbs/pulg2 para PVC y 350 lbs/pulg2 para HG.

Para la línea de conducción además de calcular la gradiente hidráulica de diseño secalculará la gradiente hidráulica real.

Consideraciones Hidráulicas

1) Las presiones no sobrepasarán los limites de presión de trabajo de la tubería usada.

2)

Dónde fuera necesario romper presiones se utilizarán tanques rompecargas (verdetalles de dibujo estructural en la Error! Reference source not found. Error!Bookmark not defined.).

3) En ningún momento deberán aparecer las líneas de presión abajo del nivel delterreno (enterradas) para lo cual deberá tomarse especial cuidado en el diseñohidráulico. Se instalarán tubos ventila a la salida de cualquiera de las estructurasque se ubiquen en: el trayecto, tales como: obras de tomas, rompecargas, cámaras

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distribuidoras y tanques de distribución. La altura del tubo de ventila dependerá delnivel del agua en la estructura, se adoptará como mínimo 2 m de longitud.

4) Para la determinación de las pérdidas por fricción de tubería se utilizará la formulade Hazen Williams.

Ecuación 16: Fórmula de Hazen-Williams para el diseño de tuberías

852.1

63.2

85.147

1000

CD

Qh f

Donde:

h f : Pérdidas por fricción.Q: Caudal en gpm. D: Diámetro en pulgadas.C : Coeficiente de rugosidad el que dependerá del material de la tubería.

Tabla 3: Diámetros a usar en la fórmula de Hazen-Williams

DiámetroNominal

DiámetroReal

½" 0.622

¾" 0.824

1" 1.048

1½" 1.611

2" 2

3" 3

4" 4

NOTA: Se recomienda revisar periódicamente los valores de esta tabla con las casas productoras. Normalmente no se considerarán pérdidas por accesorios por ser

despreciables, pero quedará al criterio del diseñador.5) Es recomendable llegar al tanque con una altura de presión de 5.00 m como

previsión ante una futura disminución del diámetro útil y el valor de “C ” de latubería, así como por pérdidas menores no calculadas.

6) Se asumirá como longitud de tubería la distancia inclinada para calcular las pérdidas.

Accesorios

Para un mejor funcionamiento hidráulico y facilidades de mantenimiento se instalarán lossiguientes accesorios:

Válvula de aire: Se colocarán en los puntos más elevados de la línea especialmente dondela línea piezométrica pasa muy cerca del terreno para evitar el estrangulamiento de lasección útil de la tubería por acumulación de aire. El diámetro de esta válvula será de ½”donde irá instalada dentro de una caja protectora (ver Error! Reference source not found. Error! Bookmark not defined.).

Válvulas de limpieza: Estos son dispositivos que permiten la descarga de los sedimentosacumulados en la línea. Consta de una derivación de la línea principal con su válvula decompuerta de 1”Ø como mínimo. Se colocan en los puntos bajos de la línea hasta donde

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puedan ser arrastrados los depósitos. También irá protegida por su caja de válvulascorrespondiente (ver detalle en la Error! Reference source not found. Error! Bookmarknot defined.). El diámetro se podrá escoger mediante la relación “ D/3”, donde “ D” es eldiámetro de la línea principal.

Cruces de corriente: En estos casos en que la tubería tendrá que ir superficialmente seutilizará hierro galvanizado perfectamente anclado. Si la quebrada es muy grande y profunda la tubería se pasará por alto por medio de cables y la longitud del cruce dependeráde la crecida de la quebrada (ver detalles de tipo de cruces en la Error! Reference sourcenot found. Error! Bookmark not defined.). La longitud de los cruces será de acuerdo alancho del cauce de ríos, quebradas o correderos, tomándose como mínimo L = 6.40 m.

Tanques rompecarga: La función específica de esta obra será la reducción de la presiónhidrostática en la tubería cuando ésta es tan excesiva que podrá sobrepasar la presión detrabajo de la tubería.

Será rectangular, de paredes de ladrillo rafón. La tubería de entrada que llevará el diámetrode la línea principal, consistirá de un tubo ranurado el cual disipará la energía, dispondrá

además de tubería para el rebose y limpieza cuyo diámetro será de 2” Ø como mínimo. Lasalida será del diámetro inmediato superior al de diseño (ver detalles estructurales en laError! Reference source not found. Error! Bookmark not defined.). Toda la tuberíaserá HG. Para el cálculo de la línea de conducción se utilizará el formato que se adjunta enel Anexo D: Hoja de cálculo de la línea de conducción en la página 53.

TANQUE DE ALMACENAMIENTOLa función principal de los tanques de almacenamiento es la de suministrar reservas quecubren las variaciones horarias del consumo de la comunidad y las necesidades de éstacuando requiera reparaciones la obra de toma y la línea de conducción.

UbicaciónEl tanque se colocará en un lugar con suficiente altura que permita una presión mínima de10 m en el punto más desfavorable de la red. Además de preferencia en una área grande, plana y a una distancia que facilite el mantenimiento del mismo.

Dentro de las mejoras cuando de necesite complementar la capacidad del tanque existente,la ubicación de éste será preferiblemente a la par, si la topografía lo permite para que lastuberías de entrada y salida estén al mismo nivel.

En caso contrario que la topografía no favorezca la ubicación a la par, se colocará lo más próximo a él, para no alterar las presiones existentes en la red y llevará una válvula checken la tubería de salida la cual será independiente de la salida del tanque existente al igual

que la tubería de entrada y ambos tanques tendrán sus respectivas tuberías de limpieza yrebose.

Deberá hacerse un análisis de presiones de la red cuando el tanque complementario estémás bajo del existente.

Tipos de Tanques

Los tanques podrán ser circulares, rectangulares y cuadrados, construidos de ladrillo rafónreforzados, bloques de concreto-concreto armado y de mampostería y según su ubicación

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podrán ser elevados, superficiales, semienterrados y enterrados. El material que se escoja para construir los tanques dependerá de la disponibilidad que exista en el sitioconsiderándose los aspectos económicos. Quedará claro que aquellas comunidades de

topografía plana, se proyectarán tanques elevados de concreto armado o metálicosdependiendo del aspecto económico.

Volumen de Almacenamiento

Se ha determinado que la capacidad del tanque representará de un 30% a 40% del consumomedio diario en los sistemas por gravedad. En los sistemas de bombeo la capacidad estarádeterminada por el tiempo de bombeo y por el período de bombeo; es decir, a mayortiempo de bombeo, menor capacidad de tanque y viceversa, pero también existirándiferencias para un mismo tiempo de bombeo en función del horario o período que seseleccionan. En estos sistemas la capacidad del tanque será de un 20% a 50% del “Qmedio”.

Accesorios

Los tanques llevarán:a.) Tubería de entrada: será de HG del mismo diámetro que la línea de conducción

además se colocará una válvula de igual diámetro y los accesorios correspondientes.

b.) La tubería de salida: estará preferiblemente en el extremo opuesto de la entrada.Será de HG y tendrá el diámetro de la línea o red de distribución. Esta tuberíaestará de 0.15 a 0.20 metros sobre el piso del tanque, la salida llevará pascón yválvula de control.

c.) Rebose y limpieza: el tubo de rebose estará a la altura útil, o sea a 0.20 metros deltecho del tanque dejando este volumen para aireación, dejando en la salida un sifónhidráulico y del mismo diámetro del tubo de rebose, luego descargará a unadistancia apropiada y segura. El tubo de limpieza será independiente del rebose, nollevará válvula sino solamente un tapón hembra HG, el diámetro de la tubería delimpieza y rebose dependerá del volumen del tanque, así:

Tabla 4: Diámetros para tuberías de limpieza y rebose en tanques de almacenamiento

Volumen(galones)

Diámetro de Tuberíade Limpieza y

Rebose5,000.00 2"

10,000.00 3"

15,000.00 3"

20,000 y mayor 4"

Como criterio se adoptará que este diámetro no sea menor que el de entrada altanque. El tipo de tubería será de HG.

d.)

Hipoclorador: llevará tubería de HG de ½”Ø ó de 1”Ø.

e.)

Se colocará un respirador de 1”Ø HG y sus respectivos accesorios.

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Fontanería y Detalles del Tanque

Se diseñarán las cámaras de válvulas, debiendo quedar la de entrada en un extremo y la desalida en el extremo opuesto, con el objeto de obtener una mezcla uniforme del compuestode cloro dosificado en el chorro de entrada, hasta la salida.

La cubierta deberá ser hermética de concreto reforzado con conductos adecuados deventilación. La entrada para inspección de 0.60×0.60 deberá tener una tapa sanitaria, paraevitar contaminación que podría producirse a través de ella.

Se proveerá de escaleras de acceso externas o internas o solamente internas, según el caso.

Se proveerá de tuberías de ventilación las que deben ser de 1” diámetro HG como mínimo yen forma de bastón.

La tubería de salida del tanque también contará con pascón con el objeto de evitar que puedan entrar a los conductos de la aducción y red de distribución materias pesadas y demayores dimensiones, que por descuido o por accidente hubieren ingresado al tanque.

El tanque deberá contar con un mecanismo de medición de niveles, el que debe ser visible

desde el exterior para sus lecturas en una escala de niveles.Las aguas de lluvia deberán drenarse con zanjas de coronación a una distancia razonable yque dependerá de la topografía.

El piso tendrá una pendiente del 2% hacia la tubería de limpieza.

Las cunetas y los taludes dependerán del tipo de suelo. En la Error! Reference source notfound. Error! Bookmark not defined. se aprecia el plano tipo; y el formato de cálculo deltanque en el Anexo E: Hoja de cálculo del tanque de distribución en la página 54.

DESINFECCIÓN

La desinfección del agua se hará utilizando hipoclorito de calcio (HTH) el cual se aplicaráal agua almacenada a través de un hipoclorador construido sobre el tanque.

Período de Contacto

Se ha establecido un mínimo de 30 minutos para que se verifique las acciones mutuas entreel cloro y el agua y lograr una desinfección eficaz. Se deberán obtener un cloro residual enla red de 0.2 mg/lt.

Cantidad de Solución

Dependerá de las aguas tratadas. Para aguas turbias se probará una dosis inicial de 1.6mg/lt de HTH y para aguas claras 1 mg/lt.

Deberá agregarse también una cantidad adicional, como cloro residual, para cualquiercontaminación posterior. En todo caso se recomienda efectuar un análisis previo de lademanda de cloro. La cantidad de HTH para un período específico y basándose en lacantidad de agua a tratarse se calculará así:

Ecuación 17: Cálculo de la cantidad de cloro HTH

f

CMDG

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Donde:

G: Cantidad de cloro HTH en gramos.C : Grado de concentración deseada de cloro en el agua tratada en mg/lt.. M : Cantidad de agua a tratar en m3. D: Número de días que durará la solución (no mayor de 7 días).

f : Factor de concentración primaria del cloro HTH.Dimensionamiento del Hipoclorador

El volumen del hipoclorador tipo es de 384 lts. Será rectangular y se construirá sobre eltanque, llevará ciertos dispositivos que ajustarán el goteo calculado (ver detalles en laError! Reference source not found. Error! Bookmark not defined.).

La cantidad mínima de solución debe alimentar el sistema por ocho días consecutivos.

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓNSe denomina “línea de distribución” al componente del sistema que une al tanque de

a1macenamiento con la red de distribución. Su cálcul

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